2022-2023学年高二物理竞赛课件：N-JFET输出伏安特性曲线(族)

N-JFET输出伏安特性曲线(族) 一、非饱和区(变阻区) 外部 条件： 0>VGS > VGS(off) V DS < VGS–VGS(off) 有四个工作区。虚线是分界线。 N-JFET输出伏安特性曲线(族) 虚线左边部分。 特点： ID同时受VGS与VDS的控制。 VDS很小时 → VGD VGS 由图 VGD = VGS - VDS 因此， VDS→ID线性  若VDS → 则VGD →近漏端沟道 → Ron增大。 此时,Ron →ID 变慢。 VDS对沟道的控制（设VGS 一定） N G S D + VGS P + P + VDS + - 此时W近似不变， 即Ron不变。 沟道变窄 讲P128 GD间PN结反向电压增加,使靠近漏极的耗尽层加宽,呈楔形分布。 <0 >0 当VDS增加到使VGD 且=VGS(off)时， → A点出现预夹断。 若VDS 继续→A点下移→出现夹断区。 此时 VAS =VAG +VGS =-VGS(off) +VGS （恒定） N G S D + VGS P + P + VDS + - A N G S D + VGS P + P + VDS + - A 预夹断前： d—s间呈电阻特性 预夹断后： VDS VDG<VGS(off) 夹断区加长 ID几乎只由VGS决定，与VDS无关 恒流特性 VGS 一定→→若忽略CLME，则近似认为ID不变（即Ron不变）。 2. 工作原理  VDS  ID   VGD=VP 时，在紧靠漏极处出现预夹断。  VDS  夹断区延长,但ID基本不变。 ③VGS和VDS同时作用时的实验电路。 工作原理相似，都是利用电场效应，通过变化VGS，以改变阻挡层宽、窄， 从而改变导电沟道宽、窄， 从而控制漏极电流ID。 不同之处：导电沟道形成的原理不同。 JFET与MOSFET比较 线性电阻: （3-2-2） 数学模型(理论与实验证明)： （3-2-1） 3.2.2 N-JFET输出伏安特性曲线(族) 当vDS很小，在非饱区，vDS2=0，为一组直线特性；iD与vDS之间呈线性关系。 当vGS越负，Ron越大。 IDSS为——当vGS=0，vDS=vGS-VGS(off)=0-VGS(off) ) =-VGS(off) )=-vGD时，即VGD=VGS(off)时的iD。 二、饱和区 (放大区，又称恒流区） 特点： ID只受VGS控制，而与VDS近似无关。 ID/mA VDS /V 0 VDS = VGS –VGS(off) VGS =0V -2V -1. 5V -1V -0. 5V 数学模型： 条件： 0>VGS > VGS(off) V DS > VGS–VGS(off) 在饱和区，JFET的ID与VGS之间也满足平方律关系，但由于JFET与MOS管结构不同，故方程不同。 （3-2-3） （3-2-4） CLME JFET转移特性曲线 同MOS管，JFET的转移特性也可由输出特性转换得到(略)。 ID =0 时对应的VGS值 夹断电压VGS（off） 。 VGS(off) ID/mA VGS /V 0 IDSS (N-JFET) ID/mA VGS /V 0 IDSS VGS(off) (P-JFET ) VGS=0 时对应的ID 值 饱和漏电流IDSS。 1、转移特性 2、电流方程 ( VGS（off)<VGS<0 ) ( VDS>VGS-VGS(off) ) 注意 P-JFET，VGS≥0 (N-JFET) g d s P+ N P+ 耗尽层 g d s P+ N P+ g d s P+ N P+ g d s P+ N P+ $